(57)【要約】  記載される例において、マイクロ電子デバイス（１００）が、磁気センサ構成要素（１０６）及び磁化可能な構造的特徴（１１０）を含む。磁化可能な構造的特徴（１１０）の磁気モーメント（１１２）が、互いに平行に整合される。マイクロ電子デバイス（１００）は、磁化可能な構造的特徴（１１０）の磁気モーメント（１１２）を、印加される磁場と整合するように磁場を印加することにより形成される。その後、磁場の印加は、中断される。磁化可能な構造的特徴（１１０）の磁気モーメント（１１２）は、磁場の印加が中断された後、互いに平行に整合されたままである。
2019510971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ電子デバイスであって、
基板、
磁気センサ構成要素、及び
磁化可能な材料を含み、前記磁気センサ構成要素から分離される、磁化可能な構造的特徴、
を含み、
各磁化可能な構造的特徴が磁気モーメントを含み、前記磁化可能な構造的特徴の前記磁気モーメントが、互いに対して平行に整合される、
マイクロ電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、更に、前記磁化可能な構造的特徴及び前記磁気センサ構成要素に近接する能動回路を含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、前記磁化可能な構造的特徴がボンドパッドを含み、前記磁化可能な材料がニッケルを含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、前記磁化可能な構造的特徴が、前記マイクロ電子デバイスの周囲のシールリングを含み、前記磁化可能な材料がニッケルを含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、前記磁化可能な構造的特徴の前記磁気モーメントが、前記基板の頂部表面に平行に整合される、マイクロ電子デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、前記磁気センサ構成要素が、フラックスゲート磁気計コアを含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、磁気センサ構成要素が磁気抵抗センサを含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、磁気センサ構成要素がホールプレートを含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、前記磁化可能な構造的特徴の前記磁気モーメントが、前記磁気センサ構成要素のフィールド測定軸に垂直に整合される、マイクロ電子デバイス。
【請求項１０】
請求項１に記載のマイクロ電子デバイスであって、更に、前記能動回路から切断されているダミーの磁化可能な構造的特徴を含む、マイクロ電子デバイス。
【請求項１１】
パッケージングされたマイクロ電子デバイスであって、
能動回路、
磁気センサ構成要素、
前記能動回路及び前記磁気センサ構成要素を収容するパッケージ、及び
前記パッケージにおいて配置され、前記磁気センサ構成要素から分離される、磁化可能な構造的特徴、
を含み、
前記パッケージの前記磁化可能な構成性要素が、磁化可能な材料を含み、各磁化可能な構造的特徴が磁気モーメントを含み、前記磁化可能な構造的特徴の前記磁気モーメントが、互いに対して平行に整合される、
パッケージングされたマイクロ電子デバイス。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパッケージングされたマイクロ電子デバイスであって、磁気センサ構成要素がフラックスゲート磁気計コアを含む、パッケージングされたマイクロ電子デバイス。
【請求項１３】
請求項１１に記載のパッケージングされたマイクロ電子デバイスであって、磁気センサ構成要素が磁気抵抗センサを含む、パッケージングされたマイクロ電子デバイス。
【請求項１４】
方法であって、
マイクロ電子デバイスの磁化可能な構造的特徴に浮遊磁場より大きい磁場を印加することであって、前記磁場に平行な前記磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを整合させるために所定の期間の間、前記磁化可能な構造的特徴が、前記マイクロ電子デバイスの磁気センサ構成要素から離れていること、及び
前記所定の期間の後、前記磁場の印加を中断すること、
を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁場が少なくとも１０ミリテスラ（ｍＴ）である、方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁化可能な構造的特徴がボンドパッドを含み、前記磁化可能な材料がニッケルを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁化可能な構造的特徴が、前記マイクロ電子デバイスの周囲のシールリングを含み、前記磁化可能な材料がニッケルを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁場が、前記基板の頂部表面に平行に向けられる、方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁気センサ構成要素がフラックスゲート磁気計コアを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁気センサ構成要素が磁気抵抗センサを含む、方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁気センサ構成要素がホールプレートを含む、方法。
【請求項２２】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁場が、前記磁気センサ構成要素のフィールド測定軸に垂直に向けられる、方法。
【請求項２３】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁場がハルバッハデバイスを用いて印加される、方法。
【請求項２４】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁場が、前記磁場を生成するため電流を用いて印加される、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記磁場がヘルムホルツコイルを用いて印加される、方法。
【請求項２６】
請求項１４に記載の方法であって、更に、
磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含む第２のマイクロ電子デバイスにテスト磁場を印加すること、
その後、前記第２のマイクロ電子デバイスの前記磁気センサ構成要素のパラメータの値を測定すること、及び
前記磁場を前記マイクロ電子デバイスに印加する前に、前記第２のマイクロ電子デバイスに印加される前記磁場にとって所望の方位を推定するため、前記パラメータの前記測定された値を用いること、
を含む、方法。
【請求項２７】
請求項１４に記載の方法であって、更に、
コンピュータ可読メモリから前記マイクロ電子デバイスの磁気特性の値を読むこと、
前記磁気特性の前記値を用いて、前記磁化可能な構造的特徴の前記磁気モーメントのテスト方位の関数として前記磁気センサ構成要素のパラメータの値を推定すること、及び
前記磁場を前記マイクロ電子デバイスに印加する前に、前記パラメータの前記推定された値を用いて、前記マイクロ電子デバイスに印加される前記磁場にとって所望の方位を推定すること、
を含む、方法。
【請求項２８】
請求項１４に記載の方法であって、前記磁場が印加される一方、前記マイクロ電子デバイスが他のマイクロ電子デバイスを備える基板ウェハである、方法。
【請求項２９】
方法であって、
能動回路及び磁気センサ構成要素を収容するパッケージに配置される磁化可能な構造的特徴に浮遊磁場より大きい磁場を印加することであって、前記磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを前記磁場に平行に整合させるために所定の期間の間、前記磁場を印加すること、及び
前記所定の期間の後、前記磁場の印加を中断すること、
を含む、方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、前記磁場が少なくとも１０ｍＴである、方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法であって、前記パッケージの前記磁化可能な構造的特徴が、金属リードを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概してマイクロ電子デバイスに関し、更に特定して言えば、磁気センサ構成要素を含むマイクロ電子デバイスに関連する。
【背景技術】
【０００２】
フラックスゲート磁気計センサなどの磁気センサ構成要素は、コスト及びシステムサイズを低減するためにマイクロ電子デバイスに統合され得る。磁気センサ構成要素のためのパラメータは、ゼロフィールドオフセットであり、これは、ゼロマグニチュードの印加磁場でのパラメータの値として解釈され得る。ゼロフィールドオフセットは、ボンドパッドにおけるニッケル層などの、マイクロ電子デバイスの磁化可能な構造的特徴の密度及び近接度により影響を受けることが示されている。従来の半導体処理手法は、通常、ランダムに整合された磁化可能な構造的特徴を生成し、これは、全体的なゼロフィールドオフセット変動性を増大させる。これは、磁気センサの低減された精度及び／又は余分の較正コストとなり得る。
【発明の概要】
【０００３】
記載される例において、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスが、磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを、印加される磁場と整合するように磁場を印加することにより形成される。その後、磁場の印加が中断される。磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントは、印加された磁場が中断された後も整合されたままである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含む例示のマイクロ電子デバイスを示す。
【０００５】
【図２】パッケージにアセンブルされる、磁気センサ構成要素を含む例示のマイクロ電子デバイスを示す。
【０００６】
【図３Ａ】磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを整合させる例示の方法における、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスを示す。
【図３Ｂ】磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを整合させる例示の方法における、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスを示す。
【０００７】
【図４Ａ】磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに印加される磁場にとって所望の方位を推定する例示の方法を示す。
【図４Ｂ】磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに印加される磁場にとって所望の方位を推定する例示の方法を示す。
【０００８】
【図５】磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに印加される磁場にとって所望の方位を推定する別の例方法を示す。
【０００９】
【図６】磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに磁場を印加する例示の方法を示す。
【００１０】
【図７】磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに磁場を印加する別の例示の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面は、一定の縮尺で描かれていない。幾つかの行為又は事象は、異なる順で及び／又は他の行為又は事象と同時に起こり得る。また、全ての図示した行為又は事象が、例示の実施例に従った手法を実装するために必要とされるわけではない。
【００１２】
マイクロ電子デバイスが、フラックスゲート磁気計センサ、ホールセンサ、又は磁気抵抗センサなどの磁気センサ構成要素を含む。マイクロ電子デバイスはまた、ボンドパッドにおけるニッケル層又はニッケル合金層、シールリング、又はパッケージリードなどの、磁化可能な構造的特徴を含む。磁化可能な構造的特徴は磁気モーメントを有し、これは、磁気センサ構成要素における磁場に寄与する。
【００１３】
マイクロ電子デバイスは、磁場を印加して、磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを、印加された磁場と実質的に平行となるように整合させることにより形成される。その後、磁場からマイクロ電子デバイスを取り除くことにより又は磁場の源をオフにすることなどにより、磁場の印加が中断される。磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントは、磁場の印加が中断された後も整合されたままである。磁気モーメントを整合させるために印加される磁場は、少なくとも１０ミリテスラ（ｍＴ）などの、マイクロ電子デバイス製造及び処理において遭遇する浮遊磁場より著しく大きい。複数の同様のマイクロ電子デバイスの磁気モーメントを均一な方位に整合させることは、有利にも、マイクロ電子デバイスの磁場センサ構成要素のゼロフィールドオフセットにおける変動を低減し得る。
【００１４】
印加された磁場は、その結果の磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントが磁場センサ構成要素の所望に低い及び／又は所望に均一なゼロフィールドオフセットを提供するように、特定の方位に向けられ得る。磁化可能な構造的特徴の所望の磁気モーメントを生成するための印加された磁場の特定の方位は、経験的に、及び／又は有限要素モデリングなどの計算により、決定され得る。
【００１５】
磁場が印加され得る一方、マイクロ電子デバイスは、他の同様なデバイスを含む半導体ウェハの一部である。代替として、磁場は、表面実装パッケージなどのパッケージにマイクロ電子デバイスがアセンブルされた後、印加され得る。
【００１６】
図１は、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含む例示のマイクロ電子デバイスを示す。マイクロ電子デバイス１００が、半導体材料を含む基板１０２内及び上に形成され得る。例えば、基板１０２は、シリコン基板、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板、又は半導体材料のエピタキシャル層を備えるシリコン基板であり得る。基板１０２はまた、基板１０２の半導体材料の上の誘電体層及び相互接続を含み得る。マイクロ電子デバイス１００は、基板１０２において形成される、トランジスタなどの能動構成要素を有する回路要素１０４を含む。マイクロ電子デバイス１００は更に、差動フラックスゲート磁気計コアとして図１に示される、磁気センサ構成要素１０６を含む。磁気センサ構成要素１０６は、図１に示されるように、基板１０２に又は基板１０２の頂部表面１０８において形成され得る。回路要素１０４は、磁気センサ構成要素１０６に対する調整をする信号を提供し得る。
【００１７】
マイクロ電子デバイス１００は、ニッケルなどの磁化可能な材料を含む磁化可能な構造的特徴１１０を含む。磁化可能な構造的特徴１１０は、ニッケル層を含むボンドパッド１１０として図１に示される。ボンドパッド１１０は、電気的接続を回路要素１０４に及び場合によっては、磁気センサ構成要素１０６に直接提供する。他の磁化可能な構造的特徴もこの例の範囲内にある。例えば、他の磁化可能な構造的特徴は、回路要素１０４において又は基板１０２の周囲のシールリングにおいてニッケルシリサイド層を含み得る。磁化可能な構造的特徴１１０の各々は、磁気モーメント１１２の方位を示す矢印として図１に示される、磁気モーメント１１２を有する。磁気モーメント１１２は、マイクロ電子デバイス１００に印加されている外部磁場の結果、所定の方位で互いに実質的に平行である。その結果、磁場センサ構成要素１０６のゼロフィールドオフセットが所望の範囲内にあり得、有利なことに、マイクロ電子デバイス１００を含むシステムの精度を増大させる。磁気モーメント１１２の方位は、磁場センサ構成要素１０６のゼロフィールドオフセットの大きさが有利にも最小化され得るように、印加される磁場の方位を調節することにより選択され得る。例えば、磁気モーメント１１２の方位は、基板１０２の頂部表面１０８に平行であり得、フラックスゲート磁気計コア１０６のフィールド測定軸１１４に垂直であり得る。
【００１８】
マイクロ電子デバイス１００は、任意選択で、ダミーの磁化可能な構造的特徴１１６を含み得、これは、磁化可能な材料を含み、磁化可能な構造的特徴１１０に類似して構成される。ダミーの磁化可能な構造的特徴１１６は、マイクロ電子デバイス１００の回路要素１０４の機能的要素ではなく、場合によっては回路要素１０４に電気的に接続されない場合もある。ダミーの磁化可能な構造的特徴１１６は、図１にダミーボンドパッド１１６として示される。ダミーの磁化可能な構造的特徴１１６の他の構成もこの例の範囲内にある。ダミーの磁化可能な構造的特徴１１６はまた磁気モーメント１１２を有し、それは、磁化可能な構造的特徴１１０の磁気モーメント１１２に平行に向けられる。ダミーの磁化可能な構造的特徴１１６の目的は、組み合わされた磁化可能な構造的特徴１１０及びダミーの磁化可能な構造的特徴１１６の磁気モーメント１１２の対称的配置を提供することなどにより、磁場センサ構成要素１０６のゼロフィールドオフセットの大きさ及び／又は変動を更に低減することである。
【００１９】
図２は、磁気センサ構成要素を含む別の例示のマイクロ電子デバイスを示す。この例では、マイクロ電子デバイス２００は、表面実装パッケージ２１８として図２に示されるパッケージ２１８における磁気センサ構成要素２０６を含む。能動回路要素が、図１を参照して説明されるように、磁気センサ構成要素２０６と統合され得る。代替として、能動回路要素は、磁気センサ構成要素２０６が配置される基板から離れたパッケージ２１８にあり得る。この例では、パッケージ２１８は、リード又は鉄又はニッケルを含む端子などの、磁化可能な構造的特徴２２０を含む。磁化可能な構造的特徴２２０の各々は、磁気モーメント２２２を有し、磁気モーメント２２２の方位を示す矢印として図２に示される。マイクロ電子デバイス２００に、それがパッケージ２１８にアセンブルされた後に印加されている外部磁場の結果、磁気モーメント２２２は、所定の方位で互いに実質的に平行である。その結果、磁場センサ構成要素２０６のゼロフィールドオフセットが、所望の範囲内であり得る。磁気モーメント２２２の方位は、磁場センサ構成要素２０６のゼロフィールドオフセットの大きさが有利に最小化され得るように、印加される磁場の方位を調節することによって選択され得る。
【００２０】
この例の一つのバージョンにおいて、マイクロ電子デバイス２００は、ボンドパッド２１０として図２に示される、付加的な磁化可能な構造的特徴２１０を含み得、図１を参照して説明されるように、互いに平行に整合される磁気モーメントを備える。ボンドパッド２１０の磁気モーメントは、任意選択で、パッケージ２１８の磁化可能な構造的特徴２２０の磁気モーメント２２２を整合させる前に、整合され得る。代替として、ボンドパッド２１０の磁気モーメントは、パッケージ２１８の磁化可能な構造的特徴２２０の磁気モーメント２２２と同時に整合され得る。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂは、磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを整合させる例示の方法における、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスを示す。図３Ａを参照すると、マイクロ電子デバイス３００が、図１を参照して説明されるように、半導体材料を含む基板３０２内及び上に形成され得る。マイクロ電子デバイス３００は、トランジスタなどの能動構成要素を有する回路要素３０４を含む。マイクロ電子デバイス３００は更に、ホールプレートとして図３Ａに示される、磁気センサ構成要素３０６を含む。磁気センサ構成要素３０６は、図３Ａに示されるように、基板３０２の頂部表面３０８に配置され得る。
【００２２】
マイクロ電子デバイス３００は、磁化可能な材料を含む磁化可能な構造的特徴を含む。磁化可能な構造的特徴は、頂部表面３０８の上の、ボンドパッド３１０及び基板３０２の周囲のシールリング３２４として図３Ａに示される。この例では、ボンドパッド３１０及びシールリング３２４は、ニッケル層を含む。他の磁化可能な構造的特徴もこの例の範囲内にある。マイクロ電子デバイス３００は、任意選択で、ダミーの磁化可能な構造的特徴３１６を含み得、これは、磁化可能な材料を含む。磁化可能な構造的特徴３１０、３２４、及び３１６の各々は、磁気モーメント３１２の方位を示す矢印として図３Ａに示される磁気モーメント３１２を有する。図３Ａは、磁気モーメント３１２が整合される前のマイクロ電子デバイス３００を示し、磁気モーメント３１２は、ランダムな方位及び大きさを有する。
【００２３】
図３Ｂを参照すると、磁場３２６の方位を示す矢３２６により図３Ｂに示される、充分な強度の磁場３２６がマイクロ電子デバイス３００に印加され、磁化可能な構造的特徴３１０、３２４及び３１６の磁気モーメント３１２を磁場３２６に平行に整合させる。磁場３２６は、マイクロ電子的製造及び処理において遭遇する浮遊磁場より著しく大きい。この例を追及して成された試験は、少なくとも１０ｍＴの磁場が充分であることを示している。
【００２４】
磁場３２６が既に存在している領域にマイクロ電子デバイス３００を挿入することにより、磁場３２６は印加され得る。代替として、磁場３２６は、マイクロ電子デバイス３００が磁場３２６のための領域に配置される間、電流を用いて磁場３２６を生成することにより印加され得る。磁場３２６は、磁場３２６の印加が中断された後に磁気モーメント３１２が互いに平行に向けられたままであるように、充分な時間の間、印加される。この例を追及して成された試験は、磁場３２６を室温で少なくとも６０秒間印加することが充分であることを示している。磁場３２６の印加は、磁場３２６が存在したままである領域からマイクロ電子デバイス３００を取り除くことにより、中断され得る。代替として、磁場３２６の印加は、マイクロ電子デバイス３００が磁場３２６のための領域に配置される間、磁場３２６を生成するために用いられる電流をオフにすることにより中断され得る。磁場３２６の印加が中断された後、磁気モーメント３１２は互いに平行に向けられたままであり、図１を参照して説明する利点が生じる。
【００２５】
図４Ａ及び図４Ｂは、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに印加される磁場にとって所望の方位を推定する例示の方法を示す。図４Ａを参照すると、マイクロ電子デバイス４００は、テストデバイスであり得、又はその後販売されるデバイスである搬送可能なデバイスであり得る。マイクロ電子デバイス４００がテストデバイスであるこの例の一つのバージョンにおいて、マイクロ電子デバイス４００は、場合によっては、搬送可能なデバイスと同時に形成されるか又は搬送可能なデバイスと同じプロセスシーケンスを用いて形成される結果、搬送可能なデバイスと構造的に同様であり得、又は搬送可能なデバイスと実質的に同じであり得る。マイクロ電子デバイス４００は、図１を参照して説明されるように、半導体材料を含む基板４０２内及び上に形成され得る。マイクロ電子デバイス４００は、図４Ａに示される磁気抵抗センサ、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、巨大磁気抵抗センサ、又はトンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ）センサなどの、磁気センサ構成要素４０６を含む。マイクロ電子デバイス４００は、磁化可能な材料を含む、ボンドパッド４１０として図４Ａに示される、磁化可能な構造的特徴４１０を含む。マイクロ電子デバイス４００は、任意選択で、図４Ａには示していない回路要素を含み得る。マイクロ電子デバイス４００は、図４Ａには示していないダミーの磁化可能な構造的特徴を含み得る。磁化可能な構造的特徴４１０の各々は、磁気モーメント４１２を有し、磁気モーメント４１２の方位を示す矢印として図４Ａに示される。
【００２６】
テスト方位及びテスト強度を有するテスト磁場４２６が、マイクロ電子デバイス４００に印加される。磁化可能な構造的特徴４１０の磁気モーメント４１２は、テスト磁場４２６により互いに平行に整合される。磁気モーメント４１２は、テスト磁場４２６に実質的に平行であり得る。例えば、テスト磁場４２６は、図３Ｂを参照して説明されるように印加され得る。テスト磁場４２６の印加は、その後、中断される。磁気モーメント４１２は、テスト磁場４２６が中断された後に互いに平行に整合されたままである。
【００２７】
図４Ｂを参照すると、磁気センサ構成要素４０６は、ゼロフィールドオフセットなどの、磁場センサ構成要素４０６の一つ又は複数のパラメータの値を決定するために評価される。磁気センサ構成要素４０６は、マイクロ電子デバイス４００に電気的に結合される、信号生成器４３０及びオシロスコープ４３２として図４Ｂに示される、テスト機器により評価され得る。
【００２８】
搬送可能なデバイスに印加される磁場にとって所望の方位が、マイクロ電子デバイス４００の磁場センサ構成要素４０６のパラメータの値から推定される。図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する工程は、磁場センサ構成要素４０６のパラメータの値の範囲を得るために反復され得る。図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する工程は、搬送可能なデバイスに印加される磁場にとって所望の方位のより正確な推定を可能にするために、テスト磁場４２６の異なる方位及び強度を用いて反復され得る。搬送可能なデバイスに印加される磁場にとって所望の方位のより正確な推定を可能にするために、マイクロ電子デバイス４００に類似する複数のマイクロ電子デバイスが、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する工程の反復において用いられ得る。
【００２９】
図５は、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに印加される磁場にとって所望の方位を推定する別の例示の方法を示す。マイクロ電子デバイス５００が、単一のコアフラックスゲート磁気計として図５に示される、磁気センサ構成要素を含む。マイクロ電子デバイス５００は、代替として、本明細書に記載される例の任意のものを参照して説明されるマイクロ電子デバイスに類似し得る。
【００３０】
この例では、磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイス５００の磁気特性が、コンピュータ可読メモリユニット５３４からリトリーブされ得、磁場センサ構成要素の、ゼロフィールドオフセットなどの一つ又は複数のパラメータの値を推定するためにコンピュータ５３６で動くコンピュータプログラムにおいて、マイクロ電子デバイスに印加される磁場の方位及び強度の対応する値の関数として用いられる。コンピュータプログラムは、コンピュータ５３６の一つ又は複数のコンピュータ可読メモリ構成要素にストアされる、命令及び場合によってはデータ値を含む。マイクロ電子デバイス５００をコンピュータ５３６のモニター上の画像として図５に示す。この例の一つのバージョンにおいて、マイクロ電子デバイス５００は、コンピュータ可読メモリユニット５３４にストアされる磁気特性の値を提供するように形成及び測定され得る。代替のバージョンにおいて、磁気特性は、マイクロ電子デバイス５００を形成することなく推定され得る。推定されたパラメータ値と磁場の方位及び強度の対応する値との間の関係が、コンピュータプログラムにより生成されるチャート５３８として示される。マイクロ電子デバイス５００に印加される磁場にとって所望の方位が、推定されたパラメータ値と、磁場の方位及び強度の対応する値とから推定される。
【００３１】
図６は、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに磁場を印加する例示の方法を示す。この例では、マイクロ電子デバイス６００が、半導体材料を含む基板ウェハ６４０に含まれる。磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を備える複数の他のマイクロ電子デバイス６４２が、基板ウェハ６４０に含まれる。マイクロ電子デバイス６００は、本願における例において記載されるマイクロ電子デバイスに類似し得る。例えば、基板ウェハ６４０は、バルクシリコンウェハ、ＳＯＩウェハ、又は半導体材料のエピタキシャル層を備えるシリコンウェハであり得る。基板ウェハ６４０はまた、半導体材料の上の誘電体層及び相互接続を含み得る。他のマイクロ電子デバイス６４２は、同時に形成され、同じ設計を有する結果、マイクロ電子デバイス６００と実質的に同じであり得る。
【００３２】
基板ウェハ６４０にある間、磁場６２６の方位を示す矢６２６により図６に示される、少なくとも１０ｍＴなどの充分に強い磁場６２６が、マイクロ電子デバイス６００及び他のマイクロ電子デバイス６４２に印加される。磁場６２６の印加は、マイクロ電子デバイス６００及び他のマイクロ電子デバイス６４２における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを、磁場６２６に平行に整合させる。磁場６２６は、例えば、ヘルムホルツコイル６４４を用いて印加され得る。実際には、ヘルムホルツコイル６４４は、磁場６２６の所望の均一性を提供するため基板ウェハ６４０より著しく大きくし得る。磁場６２６は、磁場６２６を形成するためヘルムホルツコイル６４４を介する電流を提供することにより、及びその後、基板ウェハ６４０をヘルムホルツコイル６４４間の領域に挿入することにより、印加され得る。代替として、磁場６２６は、ヘルムホルツコイル６４４間の間の領域に基板ウェハ６４０を配置すること、及びその後、ヘルムホルツコイル６４４に電流を提供することによって磁場６２６を生成することにより、印加され得る。磁場６２６は、磁場６２６の印加が中断された後、マイクロ電子デバイス６００及び他のマイクロ電子デバイス６４２における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントが互いに平行に整合されたままであるように、充分な時間の間、印加される。磁場６２６の印加は、その後、ヘルムホルツコイル６４４間の領域から基板ウェハ６４０を取り除くことにより、又はヘルムホルツコイル６４４における電流をオフにすることなどにより、中断される。基板ウェハ６４０にある間、マイクロ電子デバイス６００及び他のマイクロ電子デバイス６４２における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを整合させることは、有利なことに、マイクロ電子デバイス６００及び他のマイクロ電子デバイス６４２の製造コストを低減し得る。
【００３３】
図７は、磁気センサ構成要素及び磁化可能な構造的特徴を含むマイクロ電子デバイスに磁場を印加する別の例示の方法を示す。この例では、マイクロ電子デバイス７０２がシンギュレートされ、及び場合によっては図７に示されるようにパッケージ７１８にアクセスされる。パッケージ７１８は、例えば、リード又は鉄又はニッケルを含む端子などの、磁化可能な構造的特徴を含み得る。磁場７２６の方位を示す矢７２６により図７に示される、少なくとも１０ｍＴなどの、充分に強い磁場７２６が、マイクロ電子デバイス７０２及びパッケージ７１８に印加される。磁場７２６の印加は、マイクロ電子デバイス７０２及びパッケージ７１８における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを、磁場７２６に平行に整合させる。磁場７２６は、図７に示されるようなハルバッハデバイス７４４になど磁場７２６が既に存在している領域に、マイクロ電子デバイス７０２を挿入することにより印加され得る。
【００３４】
代替として、磁場７２６は、磁場７２６のための領域にマイクロ電子デバイス７０２を配置すること、及びその後、電流源を用いて磁場７２６を生成することにより印加され得る。マイクロ電子デバイス７０２及びパッケージ７１８における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントが、磁場７２６の印加が中断された後に互いに平行に整合されたままであるように、磁場７２６は、充分な時間の間、印加される。磁場７２６の印加は、その後、磁場７２６からマイクロ電子デバイス７０２を取り除くことにより又は磁場７２６をオフすることなどにより、中断される。マイクロ電子デバイス７０２及びパッケージ７１８における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを同時に整合させることは、有利にも、パッケージングされたマイクロ電子デバイス７０２の製造コストを低減し得る。また、マイクロ電子デバイス７０２及びパッケージ７１８における磁化可能な構造的特徴の磁気モーメントを同時に整合させることは、磁化機器のない製造ラインで製造されるマイクロ電子デバイス７０２に対して低い及び均一なゼロフィールドオフセットを提供し得る。
【００３５】
本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に改変が成され得、他の実施例が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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